(57)【要約】【課題】効率の低い状態でのエンジン運転を好適に抑制することのできるハイブリッド車両の電圧変換制御装置を提供する。【解決手段】発電電動機に供される高電圧の電力を蓄えるＨＶバッテリーのＳＯＣ値が既定値αよりも低く（Ｓ１００：ＹＥＳ）、かつエンジンの要求パワーが既定値βよりも低いときには（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ＤＣ−ＤＣコンバーターの出力電圧の要求値を通常よりも既定値分高くすることで（Ｓ１０２）、より効率の高い動作点でエンジンを運転できるようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンとモーターとを駆動源として備えるとともに、前記モーターに供される高電圧を補機類に供される低電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバーターを備えるハイブリッド車両の電圧変換制御装置において、
前記モーターに供される高電圧の電力を蓄える高電圧バッテリーの充電状態が既定値よりも低く、かつ前記エンジンの要求パワーが既定値よりも低いときには、前記ＤＣ−ＤＣコンバーターの出力電圧を高くする
ことを特徴とするハイブリッド車両の電圧変換制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンとモーターとを駆動源として備えるとともに、モーターに供される高電圧を、補機類に供される低電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバーターを備えるハイブリッド車両の電圧変換制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エンジンとモーターとを駆動源として備えるハイブリッド車両の普及が進められている。こうしたハイブリッド車両には、モーターに供される高電圧の電力を蓄えるＨＶバッテリーが搭載され、そのＨＶバッテリーからモーターに電力が供給されている。またハイブリッド車両には、補機類への電力供給や補機バッテリーの充電を行うため、高電圧のＨＶバッテリー電圧を降圧するＤＣ−ＤＣコンバーターが配設されている。
【０００３】
そして従来、特許文献１に見られるように、エンジンを始動するスターターの回転速度の低下を抑えるため、エンジンの温度や補機バッテリーの電圧、潤滑油の劣化度合い等に応じてＤＣ−ＤＣコンバーターの出力電圧を可変設定するハイブリッド車両の電圧変換制御装置が知られている。同文献に記載のハイブリッド車両の電圧変換制御装置では、エンジンの温度が低いときや補機バッテリーの電圧が低いとき、あるいは潤滑油の劣化度合いが大きいときには、ＤＣ−ＤＣコンバーターの出力電圧を上昇させる一方で、ＨＶバッテリーの残存容量が低いときには、ＤＣ−ＤＣコンバーターの出力電圧を低下させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−４６２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ハイブリッド車両では、効率良くエンジンを運転することができない領域では、モーターによるＥＶ走行を行うことで、燃費性能の向上が図られている。しかしながら、ＨＶバッテリーのＳＯＣ値が低いときには、ＥＶ（Electric Vehicle）走行を行うことができず、効率の低い状態でエンジンを運転せざるを得ないことがある。
【０００６】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、効率の低い状態でのエンジン運転を好適に抑制することのできるハイブリッド車両の電圧変換制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、エンジンとモーターとを駆動源として備えるとともに、モーターに供される高電圧を補機類に供される低電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバーターを備えるハイブリッド車両の電圧変換制御装置としての請求項１に記載の発明は、モーターに供される高電圧の電力を蓄える高電圧バッテリーの充電状態（ＳＯＣ：State Of Charge ）が既定値よりも低く、かつエンジンの要求パワーが既定値よりも低いときには、ＤＣ−ＤＣコンバーターの出力電圧を高くするようにしている。
【０００８】
エンジンの要求パワーが低い場合には、効率の低い状態でエンジンを運転せざるを得ないことがある。こうした場合には、モーターによるＥＶ走行を行えば、効率を良くすることができるが、ハイブリッドバッテリーのＳＯＣが低い場合には、そうした対応も困難となる。こうしたときに、ＤＣ−ＤＣコンバーターの出力電圧を高くすれば、ＤＣ−ＤＣコンバーターの動作に必要な電力が増加して、車両の消費電力が増えるため、発電量を増やさなければならなくなる。そして発電量を増加するには、エンジンの要求パワーを高めなければならなくなる。そのため、ＤＣ−ＤＣコンバーターの出力電圧を高くすることで、より効率の良い動作点でエンジンを運転することができるようになる。したがって、上記構成によれば、効率の低い状態でのエンジン運転を好適に抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施の形態の適用されるハイブリッド車両のハイブリッドシステムの構成を模式的に示す略図。
【図２】同実施の形態に適用される出力電圧設定ルーチンの処理手順を示すフローチャート。
【図３】同実施の形態の出力電圧設定ルーチンによるエンジン動作点の変化態様の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のハイブリッド車両の電圧変換制御装置を具体化した一実施の形態を、図１〜図３を参照して詳細に説明する。
まず、本実施の形態の適用されるハイブリッド車両のハイブリッドシステムの構成を、図１を参照して説明する。
【００１１】
同図に示すように、このハイブリッドシステムには、高電圧のＨＶバッテリー電圧が充電される、高電圧バッテリーとしてのＨＶバッテリー１が設けられている。ＨＶバッテリー１は、昇圧コンバーター２を介してインバーター３に接続される。更にインバーター３には、力行運転により動力を発生するモーターとして機能する一方で、回生運転により発電を行う発電機としても機能する２つの発電電動機、すなわち第１発電電動機４及び第２発電電動機５が接続されている。
【００１２】
インバーター３は、ＨＶバッテリー１からの直流電流を、第１発電電動機４及び第２発電電動機５を駆動するための交流電流に変換する。またインバーター３は、エンジン動力により第１発電電動機４で発電された交流電流や、回生ブレーキにより第２発電電動機５で発電された交流電流を、ＨＶバッテリー１を充電するための直流電流に変換している。更にインバーター３は、ハイブリッド車両の走行状況によっては、第１発電電動機４で発電された交流電流を駆動電力として第２発電電動機５に供給してもいる。
【００１３】
また昇圧コンバーター２は、ＨＶバッテリー電圧を更に高い電圧に昇圧してインバーター３に供給する。また昇圧コンバーター２は、第１発電電動機４や第２発電電動機５により発電されてインバーター３によって直流に変換された電圧を、ＨＶバッテリー電圧まで降圧してもいる。
【００１４】
一方、ＨＶバッテリー１は、ＤＣ−ＤＣコンバーター６にも接続されている。ＤＣ−ＤＣコンバーター６は、高電圧なＨＶバッテリー電圧を降圧することで、補機類７への電力供給や補機バッテリー８の充電を行っている。より詳しくは、ＤＣ−ＤＣコンバーター６は、ＨＶバッテリー１からのＨＶバッテリー電圧をトランジスタ回路により交流に変換した後、トランスにて低電圧に降圧し、更に整流、平滑した上で低電圧の補機電圧として出力している。
【００１５】
こうしたハイブリッドシステムには、パワーマネジメントコントロールコンピューター９が設けられている。パワーマネジメントコントロールコンピューター９は、種々のセンサーやコンピューターからの信号を基に、ハイブリッドシステムの出力制御を行う。またパワーマネジメントコントロールコンピューター９は、ＨＶバッテリー１の状態や降圧電圧回路の監視及び制御、電子ブレーキシステムとの協調制御による回生ブレーキなども行っている。なお、パワーマネジメントコントロールコンピューター９は、エンジン１２の制御を司るエンジンコントロールコンピューター１１や、インバーター３の制御を通じて第１発電電動機４及び第２発電電動機５の動作をコントロールする発電電動機用電子制御ユニット（ＭＧ  ＥＣＵ）１０に、車内ネットワークを通じて接続されている。
【００１６】
こうしたパワーマネジメントコントロールコンピューター９は、ハイブリッドシステムの制御の一環として、ＤＣ−ＤＣコンバーター６の制御を行っている。そしてこの制御により、ＤＣ−ＤＣコンバーター６の出力電圧は、既定の範囲内で昇降されている。更に本実施の形態では、パワーマネジメントコントロールコンピューター９は、ＨＶバッテリー１のＳＯＣ値とエンジン１２の要求パワーとに基づいた、エンジン効率の向上のためのＤＣ−ＤＣコンバーター６の出力電圧の制御を行っている。
【００１７】
こうしたＤＣ−ＤＣコンバーター６の出力電圧の制御は、図２に示す出力電圧設定ルーチンの処理を通じて行われる。この出力電圧設定ルーチンの処理は、パワーマネジメントコントロールコンピューター９によって、既定の制御周期毎に繰り返し実行されるものとなっている。
【００１８】
さて、本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、ＨＶバッテリー１のＳＯＣ値が既定値α未満であるか否かが判定される。ＨＶバッテリー１のＳＯＣ値は、ＨＶバッテリー１の電圧、電流値、温度から算出されている。この判定によっては、第２発電電動機５によるＥＶ走行が可能なだけの電力が、ＨＶバッテリー１に蓄えられているか否かが確認されている。
【００１９】
ここで、ＨＶバッテリー１のＳＯＣ値が既定値α以上であれば（Ｓ１００：ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、ＳＯＣ値が既定値α未満であれば（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ステップＳ１０１において、エンジン１２の要求パワーが既定値β未満であるか否かが判定される。この判定によっては、要求パワーに従って運転を行ったときにエンジン１２の効率が低くなる状態にあるか否かが確認される。なお、エンジン１２の要求パワーは、アクセル開度、シフトポジション等を基に算出された運転者の要求出力や、ＨＶバッテリー１のＳＯＣ値等に基づき算出されている。
【００２０】
ここでエンジン１２の要求パワーが既定値β以上であれば（Ｓ１０１：ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、エンジン１２の要求パワーが既定値β未満であって、その要求に従うと、運転効率の低い状態でエンジン１２が運転される状態にあるのであれば（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２において、ＤＣ−ＤＣコンバーター６の出力電圧の要求値が通常よりも既定値分高い値に設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００２１】
続いて、以上のように構成された本実施の形態の作用を説明する。
エンジン１２の要求パワーがある程度よりも低いときには、エンジン１２を効率の高い動作点で運転することができないため、第２発電電動機５によるＥＶ走行を行った方がハイブリッドシステムの効率を上げることができる。ただし、ＨＶバッテリー１のＳＯＣ値が十分に高くなければ、ＥＶ走行を行うことができないため、エンジン１２を余り効率の高くない動作点で運転せざるを得なくなる。
【００２２】
ここで本実施の形態では、こうした場合に、ＤＣ−ＤＣコンバーター６の出力電圧の要求値が高められるようになっている。ＤＣ−ＤＣコンバーター６の出力電圧が高められると、その動作に必要な電力が増加し、その分の電力を確保するため、エンジン動力による第１発電電動機４の発電量を増加しなければならなくなる。そして第１発電電動機４の発電量を増加するには、エンジン１２の出力を増加することが必要となる。その結果、図３に示すように、エンジン１２の動作点は、効率の低い点Ａからより効率の高い点Ｂに移動することになり、効率の高い状態でエンジン１２が運転されるようになる。
【００２３】
以上の本実施の形態のハイブリッド車両の電圧変換制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施の形態では、ＨＶバッテリー１のＳＯＣ値が既定値αよりも低く、かつエンジン１２の要求パワーが既定値βよりも低いときには、ＤＣ−ＤＣコンバーター６の出力電圧の要求値を高くするようにしている。そのため、より効率の高い動作点でエンジン１２を運転できるようになる。
【００２４】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施の形態では、エンジン１２と２つの発電電動機を駆動源として備えるハイブリッド車両に本発明を適用した場合を説明したが、本発明は、それ以外の構成のハイブリッド車両にも同様に適用することができる。要は、エンジンとモーターとを駆動源として備えるとともに、モーターに供される高電圧を、補機類に供される低電圧に変換するＤＣ−ＤＣコンバーターを備えるハイブリッド車両であれば、本発明の電圧変換制御装置の適用が可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１…ＨＶバッテリー（高電圧バッテリー）、２…昇圧コンバーター、３…インバーター、４…第１発電電動機（モーター）、５…第２発電電動機（モーター）、６…ＤＣ−ＤＣコンバーター、７…補機類、８…補機バッテリー、９…パワーマネジメントコントロールコンピューター、１０…発電電動機用電子制御ユニット（ＭＧ  ＥＣＵ）、１１…エンジンコントロールコンピューター、１２…エンジン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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